Текст книги "Домашние и офисные сети под Vista и XP"

Автор книги: Александр Ватаманюк

сообщить о нарушении

Текущая страница: 7 (всего у книги 19 страниц) [доступный отрывок для чтения: 7 страниц]

Протоколы работы с электронной почтой

Описываемые протоколы являются теми протоколами, без которых невозможна работа электронной почты. Особенность данных протоколов – их узкая направленность, то есть их использование для других целей принципиально невозможно, да и не имеет смысла. Их задача – организация обмена электронными сообщениями, с чем они отлично справляются.

Еще одна особенность почтовых протоколов – их «однозадачность»: например, протокол, умеющий отсылать сообщения, не умеет их принимать, и наоборот. Именно поэтому такие протоколы работают парами.

SMTP

SMTP (Simple Message Transfer Protocol) – почтовый протокол для передачи электронных сообщений. Он накапливает письма и рассылает их по адресам, указанным в заголовках.

Благодаря своей простоте[13]13
  Именно так переводится с английского полное название протокола – «простой протокол передачи сообщений».


[Закрыть] и возможностям SMTP завоевал себе достойное место в компьютерном мире. Есть у него, конечно, и недостатки, основной из которых – отсутствие механизма аутентификации входящих соединений и шифрования передачи данных между серверами.

SMTP рассчитан на передачу только текстовой информации, поэтому для отсылки файлов разработан стандарт UUENCODE. Благодаря этому дополнению также появляется возможность использовать разную кодировку писем. Однако и UUENCODE не является полноценным дополнением, так как при кодировании файла в текстовый формат теряется информативность, то есть его характер, формат и т. п. Поэтому вместе с SMTP работает еще одно расширение почты – MIME (Multipurpose Internet Mail Extension), выполняющее больше разнообразных функций.

Достоинство протокола SMTP – возможность отправлять сообщения с любым форматом вложения, будь то простой текстовый файл или любимая песня. Однако у всего есть свои недостатки – сообщение, прошедшее через кодовую обработку UUENCODE, увеличивается в размере в среднем на 30 %.

Перед отправкой письма SMTP устанавливает предварительное соединение с адресатом, что позволяет ему получить сообщение в кратчайшие сроки.

POP

Почтовый протокол POP (Post Office Protocol) – один из самых распространенных протоколов. С его помощью пользователь может загружать письма с почтового сервера, которые адресованы только ему.

Данный протокол имеет простой интерфейс, который на все запросы отвечает недвусмысленно: ОК или ERR. Возможно, это и не позволяет использовать некоторые желательные функции, например чтение писем без копирования их на локальный компьютер или выборочный прием сообщений. Для выполнения этих и других полезных функций вместе с POP используют протокол IMAP.

IMAP

IMAP (Interactive Mail Access Protocol) – еще один почтовый протокол, «младший брат» протокола РОРЗ. Он был разработан позже РОРЗ, что позволило учесть все недостатки и добавить много новых востребованных функций, наиболее полезная из которых – скачивание заголовков сообщений, анализируя которые можно эффективно настраивать фильтры, сортирующие письма или отсеивающие спам.

Еще одно немаловажное нововведение – механизм оптимизации использования каналов, по которым передаются сообщения. Эти каналы не всегда быстрые и незагруженные, поэтому наличие такой функции существенно облегчает жизнь пользователя. Также можно передавать сообщения по небольшим частям, что очень полезно, когда размер письма большой, например 5-10 Мбайт.

Другие протоколы

HTTP

О протоколе HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) вы, скорее всего, уже слышали. Именно он является одним из прародителей обмена информацией в Интернете. Каждый раз, переходя с одной веб-страницы на другую или выбирая ссылку, вы тем самым задействуете механизм, который напрямую связан с HTTP-протоколом.

Особенность протокола – его способность передавать любую информацию: текстовую и графическую, вследствие чего можно использовать дополнительные средства разработки веб-страниц и веб-ресурсов, позволяющие превращать обычные веб-страницы в анимированные и красиво оформленные.

FTP

FTP (File Transfer Protocol) – «собрат» HTTP-протокола, так как они всегда работают вместе. Главное отличие заключается в том, что FTP-протокол был разработан специально для передачи файлов в Интернете. Каждый раз, скачивая, например, музыку или нужные документы, вы пользуетесь услугами механизмов FTP-протокола. Представить себе Интернет без FTP невозможно.

SLIP

Протокол передачи данных SLIP создан специально для организации постоянного подключения к Интернету с использованием имеющейся телефонной линии и обычного модема. Из-за высокой стоимости данный тип подключения могут позволить себе немногие пользователи. Как правило, такое подключение используют организации, имеющие сервер, на котором находится веб-страница организации и другие ресурсы (база данных, файлы).

Данный протокол работает вместе с протоколом TCP/IP, находясь на более низком уровне. Перед тем как информация с модема поступит на обработку TCP/IP-протоколу, ее предварительно обрабатывает SLIP-протокол. Выполнив все необходимые действия, он создает другой пакет и передает его TCP/IP.

Пакеты формируются и в обратном порядке: получив пакет данных от TCP/IP, SLIP создает другой пакет, предварительно выбрав всю ценную информацию.

РРР

Протокол РРР выполняет ту же работу, что и описанный выше протокол SLIP, однако он более приспособлен к ней, так как обладает дополнительными функциями. Кроме того, в отличие от SLIP, РРР может взаимодействовать не только с TCP/IP, но и с протоколами IPX/SPX, NetBIOS, DHCP, наиболее распространенными в локальных сетях.

Распространению протокола РРР также помогла операционная система класса Windows NT, которая часто устанавливается на интернет-серверах (SLIP применяют для соединения с серверами, функционирующими на операционной системе UNIX).

Х.25

Протокол Х.25, созданный в 1976 году и усовершенствованный в 1984 году, работает на физическом, канальном и сетевом уровнях модели взаимодействия ISO/OSI. Его разработкой занимался консорциум, состоящий из представителей многих телефонных компаний, и создавали его специально для использования на существующих телефонных линиях.

Учитывая год создания протокола, а соответственно и качество тогдашних телефонных линий, можно с уверенностью сказать, что протокол Х.25 – один из самых надежных. Когда создавался Х.25, цифровая телефонная линия была редкостью – использовалась в основном аналоговая. По этой причине в нем присутствует система обнаружения и коррекции ошибок, что существенно повышает надежность связи. В то же время она замедляет скорость передачи данных (максимальная – 64 Кбит/с). Однако этот факт не мешает использовать его там, где прежде всего требуется высокая надежность, например в банковской системе.

Frame Relay

Frame Relay – еще один протокол, предназначенный для передачи данных по выделенной телефонной линии, который, кроме высокой надежности Х.25, обладает дополнительными полезными нововведениями. Поскольку передаваемые данные могут иметь формат видео, аудио или содержать электронную информацию, есть возможность выбирать приоритет передаваемого содержимого.

Еще одна особенность протокола Frame Relay – его скорость, которая достигает 45 Мбит/с.

AppleTalk

Протокол AppleTalk – собственность компании Apple Computer, он был разработан для установки связи между компьютерами Macintosh.

Так же, как и TCP/IP, протокол AppleTalk представляет собой набор протоколов, каждый из которых отвечает за работу определенного уровня модели ISO/OSI.

В отличие от протоколов TCP/IP и IPX/SPX, стек протокола AppleTalk использует собственную реализацию физического и канального уровня, а не протоколы модели ISO/OSI (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Распределение протоколов стека AppleTalk по уровням модели ISO/OSI

Рассмотрим протоколы стека AppleTalk.

• DDP (Datagram Delivery Protocol) – отвечает за работу сетевого уровня. Его основное предназначение – организация и обслуживание процесса передачи данных без предварительной установки связи между компьютерами.

• RTMP (Routing Table Maintenance Protocol) – работает с маршрутными таблицами AppleTalk. Любая такая таблица содержит информацию о каждом сегменте, куда возможна доставка сообщений. Таблица состоит из номеров маршрутизаторов (порта), которые могут доставить сообщение к выбранному компьютеру, количества пунктов «пересадки»,[14]14
  Количество других маршрутизаторов, которые будут задействованы для доставки сообщения выбранному компьютеру.


[Закрыть] параметров выбранных сегментов сети: скорости, загруженности и т. п.

• NBP (Name Binding Protocol) – отвечает за адресацию, которая сводится к привязке логического имени компьютера к физическому адресу в сети. Кроме процесса привязки имени, он отвечает за регистрацию, подтверждение, стирание и поиск этого имени.

• ZIP (Zone Information Protocol) – протокол, работающий в паре с протоколом NBP, помогая ему искать имя в рабочих группах или зонах. Для этого он использует информацию ближайшего маршрутизатора, создающего запрос по всей сети, где могут находиться компьютеры, входящие в заданную рабочую группу.

• ATP (AppleTalk Transaction Protocol) – один из протоколов транспортного уровня, отвечающий за транзакции. Транзакция – это набор из запроса, ответа на этот запрос и идентификационного номера, который присваивается данному набору. Примером транзакции может быть сообщение о доставке данных от одного компьютера другому. Кроме того, АТР умеет разбивать большие пакеты на более мелкие с последующей их сборкой после подтверждения о приеме или доставке.

• ADSP (AppleTalk Data Stream Protocol) – протокол, аналогичный ATP, отвечающий за доставку пакетов. Однако в данном случае происходит не одна транзакция, а гарантированная доставка, которая может повлечь за собой несколько транзакций. Кроме того, протокол гарантирует, что данные при доставке не потеряются и не будут дублироваться.

Часть II
Создание компьютерной сети

Глава 6
Сетевое оборудование

Какое бы количество компьютеров ни планировалось подключить к сети, для того чтобы такое подключение стало возможным вообще, требуется некоторое оборудование. Мало того, чем больше компьютеров – тем больше такого оборудования потребуется.

В данной главе описывается практически все оборудование, которое может потребоваться для создания, обслуживания и подключения к сети. Простому пользователю, возможно, и не нужно знать такие подробности, однако если вы участвуете в создании сети или просто хотите получить новые интересные знания, то эта глава – для вас.

Сетевой адаптер

Чтобы пользователь мог подключить свой компьютер к локальной сети, в его компьютере должно быть установлено специальное устройство – сетевой контроллер.

Сетевой адаптер выполняет множество заданий, самые главные из которых – кодирование/ декодирование информации и получение доступа к информационной среде при использовании уникального идентификатора (МАС-адрес).

Сетевые карты бывают в виде плат расширения (рис. 6.1), которые вставляют в соответствующий слот.

Рис. 6.1. Сетевая PCI-карта

Также сетевые карты могут быть встроенными в материнские платы (рис. 6.2), что сегодня встречается повсеместно.

Рис. 6.2. Пример встроенной сетевой карты (верхний коннектор в центре)

Основными показателями сетевой карты можно считать поддерживаемый стандарт и тип подключения к компьютеру.

Поддерживаемый стандарт. Как вы уже знаете, существуют сети с разными сетевыми стандартами. Это означает, что сетевая карта должна обладать определенным типом коннектора (или коннекторов) и уметь работать с определенной скоростью обмена информацией. Наиболее важен в данном случае тип коннектора.

Тип коннектора сетевой карты зависит от выбора сетевой топологии и кабеля, по которому передаются данные. Существует несколько типов коннекторов: RJ-45 (для витой пары), BNC (для коаксиального кабеля) и ST, SC или FC (для оптоволокна). Они существенно различаются по конструкции, поэтому использовать коннектор не по назначению невозможно. Хотя существуют комбинированные сетевые адаптеры, которые содержат, например, RJ-45– и BNC-коннекторы. Но поскольку сеть на коаксиальном кабеле встречается все реже, то же самое происходит и с одноименными адаптерами.

Тип подключения к компьютеру. В персональных компьютерах сетевая карта обычно устанавливается в PCI-слот или в USB-порт (рис. 6.3). Мало того, практически любая современная материнская плата уже имеет интегрированный сетевой контроллер.

Рис. 6.3. Внешний вид сетевой карты, подключаемой к USB-порту

Сетевые адаптеры (рис. 6.4) для беспроводной сети по внешнему виду практически не отличаются от проводных вариантов, за исключением наличия гнезда для антенны – внутренней или внешней. Сетевые платы, которые подключают через USB-порт, встречаются достаточно часто, особенно это касается беспроводных вариантов.

Рис. 6.4. Внешний вид беспроводного сетевого адаптера

Часто на сетевой карте присутствует микросхема BIOS, с помощью которой можно даже загружать компьютер или выводить его из спящего режима. В последнем случае сетевая карта должна быть подсоединена к материнской плате специальным кабелем.

Концентратор

Когда сеть содержит более двух компьютеров, для их объединения необходимо использовать специальные устройства, одним из которых является концентратор. Свое применение концентратор находит, как правило, в сетях на основе витой пары.

Концентратор (он называется также хаб, повторитель, репитер) – сетевое устройство, имеющее два и более разъемов (портов), которое, кроме коммутации подключенных к нему компьютеров, выполняет и другие полезные функции, например усиление сигнала.

Концентратор служит для расширения сети, а основное его предназначение – передача поступившей на вход информации всем подключенным к нему устройствам сети.

Все подключенные к концентратору устройства получают абсолютно одинаковую информацию, что одновременно является и его недостатком – наличие нескольких концентраторов в сети засоряет эфир лишними сообщениями, так как концентратор не видит реального адреса, по которому нужно отослать информацию, и вынужден отсылать ее всем.

В любом случае концентратор выполняет свою задачу – соединяет компьютеры, находящиеся в одной рабочей группе. Кроме того, он анализирует ошибки, в частности возникающие коллизии. Если одна из сетевых карт приводит к возникновению частых проблем, то порт на концентраторе, к которому она подключена, может временно отключаться.

Концентратор реализует физический уровень модели ISO/OSI, на котором работают стандартные протоколы, поэтому использовать его можно в сети любого стандарта.

Существует два основных типа концентраторов.

• Концентраторы с фиксированным количеством портов (рис. 6.5) – самые простые. Выглядит такой концентратор как отдельный корпус, снабженный определенным количеством портов и работающий на выбранной скорости. Как правило, один из портов служит в качестве связующего звена между другим концентратором или коммутатором.

Рис. 6.5. Внешний вид концентратора с фиксированным количеством портов

• Модульные концентраторы (рис. 6.6) состоят из блоков, которые устанавливают в специальное шасси и объединяют кабелем. Возможна также установка концентраторов, не связанных между собой общей шиной, например, когда существуют разные локальные сети, связь между которыми не принципиальна.

Рис. 6.6. Внешний вид модульного концентратора

Преимущество модульного концентратора – сосредоточение всех концентраторов в едином центре управления, что позволяет быстро настраивать кабели и манипулировать ими в случае любых изменений в сети.

Поскольку для создания сети в основном используют коаксиальный кабель и кабель на основе витой пары, соответственно существуют концентраторы с BNC– и RJ-45-портами.

В зависимости от сложности концентратора на нем может присутствовать консольный порт (рис. 6.7), с помощью которого, используя специальное программное обеспечение, можно изменять некоторые параметры, конфигурировать порты или считывать их статистику.

Рис. 6.7. Внешний вид концентратора с консольным портом (в левой части)

Концентраторы могут содержать разное количество портов – от пяти до 48. Чем больше портов имеет концентратор, тем он дороже и функциональнее. В частности, существуют конструкции, позволяющие управлять ими напрямую (то есть не используя консольный порт) или поддерживающие резервную линию соединения с другими концентраторами.

Часто на концентраторе присутствует дополнительный порт, через который можно подключать другие сегменты сети. Например, к сети стандарта 100Base-TX можно подключить сеть или сегмент со стандартом 10Base-2.

Мост

Мост (также называется свич, переключатель) представляет собой довольно простое устройство (рис. 6.8), основное предназначение которого – разделение двух сегментов сети с целью увеличения ее общей длины (соответственно, количества подключенных повторителей) и преодоление при этом ограничений сетевой топологии.

Рис. 6.8. Внешний вид беспроводного моста

Как правило, мост имеет два или больше портов, к которым подключают сегменты сети. Анализируя адрес получателя пакета, он может фильтровать сообщения, предназначенные другому сегменту. Пакеты, предназначенные для «родного» сегмента, устройство попросту игнорирует, что также уменьшает трафик.

Для построения сети используют три типа мостов:

• локальный – работает только с сегментами одного типа, то есть имеющими одинаковую скорость передачи данных;

• преобразующий – предназначен для того же, что и локальный мост, кроме того, работает с разнородными сегментами, например Token Ring и 100Base;

• удаленный – соединяет сегменты, расположенные на значительном расстоянии, при этом могут использоваться любые средства соединения, например модем.

Мост используется и в проводных, и в беспроводных сетях.

Коммутатор

Коммутатор (рис. 6.9) объединяет в себе возможности концентратора и моста, а также выполняет еще некоторые полезные функции.

Рис. 6.9. Внешний вид коммутатора

Как уже упоминалось выше, концентратор, получив от какой-либо сетевой карты пакет данных, не зная о том, кому он адресован, рассылает его по всем подключенным к нему сетевым устройствам. Несложно представить, какой создается трафик, если в сети существует не один, а несколько концентраторов.

Коммутатор – более интеллектуальное устройство, которое не только фильтрует поступающие пакеты, но, имея таблицу адресов всех сетевых устройств, точно определяет, какому из них предназначен пакет. Это позволяет ему передавать информацию сразу нескольким устройствам с максимальной скоростью. Коммутаторы работают на канальном уровне, что позволяет использовать их не только в разных типах сетей, но и объединять различные сети в одну.

Поэтому для организации большой сети коммутаторы более предпочтительны. Кроме того, в последнее время стоимость коммутаторов заметно упала, поэтому использование концентраторов явно не оправдано.

Коммутатор может использоваться и в проводных, и в беспроводных сетях.

Маршрутизатор

Главная задача маршрутизатора (также называется роутер) – разделение большой сети на подсети, он имеет большое количество полезных функций и, соответственно, обладает большими возможностями и «интеллектом». В нем сочетаются концентратор, мост и коммутатор. Кроме того, добавляется возможность маршрутизации пакетов. В связи с этим маршрутизатор (рис. 6.10) работает на более высоком уровне – сетевом.

Рис. 6.10. Внешний вид беспроводного маршрутизатора

Таблица возможных маршрутов движения пакетов автоматически и постоянно обновляется, что дает маршрутизатору возможность выбирать самый короткий и самый надежный путь доставки сообщения.

Одна из ответственных задач маршрутизатора – связь разнородных сетевых сегментов локальной сети. С помощью маршрутизатора также можно организовывать виртуальные сети, каждая из которых будет иметь доступ к тем или иным ресурсам, в частности ресурсам Интернета.

Организация фильтрования широковещательных сообщений в маршрутизаторе выполнена на более высоком уровне, чем в коммутаторе. Все протоколы, использующие сеть, беспрепятственно «принимает» и обрабатывает процессор маршрутизатора. Даже если попался незнакомый протокол, то маршрутизатор быстро научится с ним работать.

Маршрутизатор может использоваться и в проводных, и в беспроводных сетях. Очень часто функции маршрутизации ложатся на беспроводные точки доступа (см. ниже раздел «Точка доступа» данной главы).

Модем

Модем также является сетевым оборудованием, и его до сих пор часто используют для организации выхода в Интернет.

Модемы бывают двух типов: внешние (рис. 6.11) и внутренние (рис. 6.12). Внешний модем может подключаться к компьютеру, используя LPT, СОМ или USB-порт.

Рис. 6.11. Внешний модем

Рис. 6.12. Внутренний модем

Внутренний модем представляет собой плату расширения, которую обычно вставляют в РСI-слот.

Модемы могут работать с телефонной линией, с выделенной линией и радиоволнами.

В зависимости от типа устройства и среды передачи данных отличается и скорость передачи данных. Скорость обычного цифрово-аналогового модема, работающего с телефонной аналоговой линией, равна 33,6-56 Кбит/с. В последнее время все чаще встречаются цифровые модемы, использующие преимущества DSL-технологии, которые могут работать на скорости, превышающей 100 Мбит/с. Еще одно неоспоримое преимущество таких модемов – всегда свободная телефонная линия.

Для связи с другим модемом используются свои протоколы и алгоритмы. Большое внимание при этом уделяется качеству обмена информацией, так как качество линий при этом достаточно низкое.

Модем может использоваться и в проводных, и в беспроводных сетях.